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80th Annual Meeting of the German Society of Oto-Rhino-Laryngology, Head and Neck Surgery

German Society of Oto-Rhino-Laryngology, Head and Neck Surgery

20.05. - 24.05.2009, Rostock

Organkultur des Innenohres in simulierter Mikrogravitation: Analyse und Optimierung der mechanischen Kulturbedingungen in einem rotierenden Bioreaktorsystem

Meeting Abstract

  • corresponding author Heinz Arnold - HNO-Klinik Tübingen, Tübingen
  • Marcus Müller - HNO-Klinik Tübingen, Hörforschungszentrum, Tübingen
  • Jörg Waldhaus - HNO-Klinik Tübingen, Hörforschungszentrum, Tübingen
  • Hartmut Hahn - HNO-Klinik Tübingen, Hörforschungszentrum, Tübingen
  • Hubert Löwenheim - HNO-Klinik Tübingen, Hörforschungszentrum, Tübingen

Deutsche Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie. 80. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie. Rostock, 20.-24.05.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. Doc09hnod158

DOI: 10.3205/09hnod158, URN: urn:nbn:de:0183-09hnod1589

Published: April 17, 2009

© 2009 Arnold et al.
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Einleitung: Die Organkultur des intakten Innenohres unter simulierten Mikrogravitationsbedingungen stellt ein vielversprechendes in vitro Modell für die Untersuchung von Physiologie und Pathophysiologie dieses Sinnesorgans dar. Die Kulturbedingungen zeichnen sich, verglichen mit anderen das Medium mischenden Kultursystemen, durch eine Reduktion von Scherkräften und strömungsbedingten Turbulenzen aus. Die erfolgreiche Kultivierung des intakten Innenohres im Stadium p7 ist bereits etabliert. Das funktionell reife Innenohr stellt jedoch aufgrund der mit der voranschreitenden Ossifikation einhergehenden höheren Masse eine besondere Herausforderung dar.

Methoden: Es wurden die morphometrischen Abmessungen, physikalischen Eigenschaften und Bewegungsmuster von Innenohrexplantaten (p7, p14, p21) in einem rotierenden Bioreaktor analysiert und durch Definition eines Rotationsindex numerisch evaluiert. Um die mechanischen Hindernisse zu überwinden, wurde eine neue Auftriebsmethode unter Verwendung von Polystyrolkörperchen etabliert.

Ergebnisse: Die zunehmende physikalische Dichte (1,47 g/cm3 für p7 vs. 1,82 g/cm3 für p21) resultierte in einer erhöhten terminalen Sinkgeschwindigkeit und Erhöhung der mechanischen Scherkräfte sowie der periodischen Kollisionen mit der Kulturgefäßwand durch Abweichung von der optimalen Kreisbahn. Durch die Verwendung von Polystyrol-Auftriebskörperchen konnten die terminale Sinkgeschwindigkeit um das 6 bis 14-fache und die Scherkräfte um das 6,7 bis 15,7-fache verringert werden.

Schlussfolgerung: Aufgrund der Optimierung der Rotationstechnik konnten die Kulturbedingungen für das Stadium p7 optimiert und die physikalischen Voraussetzungen für eine Anwendung der Organkulturmethode auf das funktionell reife Innenohr etabliert werden.

Unterstützt durch: 1.Fortüne Programm, Universität Tübingen; 2.Ministerium für Ernährung und Ländlichen Raum, Baden-Württemberg